DE102007005123A1

DE102007005123A1 - Fahrzeug-Radabhebungserfassung

Info

Publication number: DE102007005123A1
Application number: DE102007005123A
Authority: DE
Inventors: Shih-Ken Troy Chen; Jihan Sterling Heights Ryu; Cheng-Foo Rocherster Hills Chen
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-02-03
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2007-09-06
Also published as: US20070185623A1

Abstract

System und Verfahren zur Erfassung einer Radabhebung. Das System umfasst Raddrehzahlsensoren zur Messung der Drehzahl eines jeden Rads des Fahrzeugs, und Federbeinsensoren zur Messung der Stellung des Federbeins bei jedem Rad des Fahrzeugs. Ein Controller bestimmt, ob irgendeines der Räder vom Boden abgehoben ist, indem er eine kinematische Beziehung verwendet, welche die Raddrehzahlsignale nutzt, und unabhängig davon unter Verwendung von Dämpferfederverlagerungsdaten von den Federbeinsensoren bestimmt, ob irgendwelche der Räder vom Boden abgehoben sind.

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein ein System und ein Verfahren zur Erfassung einer Fahrzeug-Radabhebung und im Spezielleren ein System und ein Verfahren zur Erfassung einer Fahrzeug-Radabhebung zu Zwecken der Wankstabilität, wobei das System die Radabhebung unabhängig unter Verwendung der Aufhängungs- oder Federbeinverlagerung und der Raddrehzahl bestimmt.

Stabilitätsverbesserungssysteme für Fahrzeuge werden bereits seit vielen Jahren bei verschiedenen Fahrzeugen angeboten. Solche Systeme halten typischerweise das Gieren und das seitliche Ausbrechen des Fahrzeugs durch eine Bremssteuerung an den Rädern des Fahrzeugs unter Kontrolle. Andere Systeme, wie etwa aktive Lenkung und aktive Aufhängung, sind auf die Verwendung von Chassis-Systemen ausgerichtet worden, um dieselben Ziele zu erreichen. Typischerweise nehmen diese Steuerungssysteme nicht die Wankdynamik des Fahrzeugs in Angriff. Es wäre jedoch für Fahrzeuge mit hohem Schwerpunkt, wie etwa SUVs, wünschenswert, die Überschlag-Merkmale zu steuern, um die Fahrzeug-Wankstabilität beizubehalten und um alle vier Räder des Fahrzeugs auf der Straße zu halten.

Eine Fahrzeug-Überschlagsteuerung kann erzielt werden durch Differentialbremssteuerung, aktive oder halb-aktive Federbeinsteuerung, Hinterrad-Lenksteuerung, Vorderrad-Lenksteuerung oder jede beliebige Kombination daraus. Bei jeder dieser Steueraktionen empfängt der Controller Daten zur Fahrzeugdynamik von verschiedenen Fahrzeugsensoren, wie etwa Gierratensensoren, Querbeschleunigungsmessern, Wankratensensoren, usw. und bestimmt ein angemessenes Ausmaß an vorzunehmenden Steuermaßnahmen. Es muss ein Ausgleich geschaffen werden zwischen der Steuerung der Wankbewegung und der Gierbewegung des Fahrzeugs, um ein optimales Ansprechen des Fahrzeugs zu erreichen. Daher ist die Erfassung von Fahrzeugzuständen, insbesondere Überschlag-Zuständen und Stabilitätszuständen, typischerweise ein gangbares Instrument für die Steuerungsqualität. Eine gute Anzeige für die Fahrzeug-Wankstabilität ist die Frage, ob alle Räder des Fahrzeugs mit der Straßenoberfläche in Kontakt bleiben.

Es sind in der Technik verschiedene Verfahrensweisen entwickelt worden, um eine Fahrzeug-Radabhebung zu erfassen. Ein Verfahren vergleicht Fahrzeug-Querbeschleunigungsdaten mit einem aus Raddrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit berechneten Schwellenwert. Ein anderes bekanntes Verfahren zur Erfassung einer Radabhebung verwendet sowohl passive wie auch aktive Systeme, um ein Überschlagereignis zu klassifizieren. Bei diesem Verfahren wird die Raddrehzahl aktiv verändert, indem ein Brems-Drehmoment an ein bestimmtes Rad angelegt wird, um zu bestimmen, ob an diesem Rad eine Radabhebung auftritt. Da dieses Verfahren darauf beruht, das Rad-Drehmoment durch Anwenden der Bremsen zu verändern, mag es nicht wünschenswert sein, den Vorgang auszuführen, während der Lenker sich in Brems- oder Beschleunigungssituationen befindet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung wird ein System und ein Verfahren zur Erfassung einer Fahrzeug-Radabhebung offenbart. Das System umfasst Raddrehzahlsensoren zur Messung der Drehzahl eines jeden Rads des Fahrzeugs, und Federbeinsensoren zur Messung der Stellung des Federbeins bei jedem Rad des Fahrzeugs. Ein Controller bestimmt, ob irgendwelche der Räder vom Boden abgehoben sind, indem er eine kinematische Beziehung verwendet, welche die Raddrehzahlsignale nutzt und unabhängig davon unter Verwendung von Dämpferfederverlagerungsdaten von den Federbeinsensoren bestimmt, ob irgendwelche der Räder vom Boden abgehoben sind.

Zusätzliche Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen in Verbindung mit den ebenfalls beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeugsystem mit Fahrzeugsensoren und einem Überschlag-Controller;
2 ist ein Graph mit der Federausdehnung auf der horizontalen Achse und der Kraft auf der vertikalen Achse und zeigt eine typische Kraft-Auslenkungskurve für ein Federbein;
3 ist eine Draufsicht der kinematischen Beziehungen für ein Fahrzeug, das eine Kurve fährt;
4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess zur Erfassung einer Radabhebung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen auf Raddrehzahlsignalen basierenden Prozess zur Bestimmung einer Radabhebung zeigt, der Teil des in 4 gezeigten Ablaufdiagramms ist; und
6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen auf Dämpferverlagerungssignalen basierenden Prozess zur Bestimmung einer Radabhebung zeigt, der ebenfalls Teil des in 4 gezeigten Ablaufdiagramms ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die nachfolgende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung, die auf ein System und ein Verfahren zur Erfassung einer Radabhebung unter Verwendung von Raddrehzahlsignalen und Federbeinverlagerungssignalen ausgerichtet ist, ist rein beispielhafter Natur und soll die Erfindung oder seine Anwendungen oder Benutzungen keineswegs einschränken.
Die vorliegende Erfindung schlägt ein System und ein Verfahren zur Erfassung einer Fahrzeug-Radabhebung vor, welche verfügbare Fahrzeugsensordaten, wie etwa Raddrehzahl, Dämpferverlagerung oder Geschwindigkeit, Gierrate, Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkwinkel und Querbeschleunigung nutzen, um den Zustand der Fahrzeugräder zu erfassen. Die Fahrzeugradzustände werden dann mit vorbestimmten Schwellenwerten verglichen, um die Radabhebung zu erfassen. Die Daten einer derart erfassten Radabhebung können in einem Fahrzeug-Überschlagsteuerungssystem verwendet werden. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der Radabhebung ist eine Radbremsung nicht erforderlich, um die Radabhebung zu bestimmen.
1 ist eine Draufsicht auf ein Fahrzeugsystem 10 für ein Fahrzeug 12. Das Fahrzeug umfasst Vorderräder 14 und 16 sowie Hinterräder 18 und 20. Das Fahrzeug 12 umfasst auch ein Handrad 22 zum Lenken der Vorderräder 14 und 16. Das Fahrzeugsystem 10 umfasst einen Überschlag-Controller 30, der bestimmte Stabilitätssteuerfunktionen durchführt, wie etwa Differentialbremsung, aktive Federbeinsteuerung, Hinterrad-Lenksteuerung und/oder Vorderrad-Lenksteuerung, und zwar in Ansprechen auf einen potentiellen Überschlag-Zustand. Der Überschlag-Controller 30 umfasst einen Radabhebungsdetektor, der dazu verwendet wird, um gemäß der vorliegenden Erfindung den Zustand hinsichtlich eines potentiellen Überschlags zu bestimmen.
Der Überschlag-Controller 30 empfängt verschiedene Eingangssignale, um die Radabhebungserfassung bereitzustellen, wie weiter unten im Detail erörtert wird. Insbesondere umfasst das Fahrzeugsystem 10 Folgendes: einen Handradwinkelsensor 32 zur Bestimmung des Winkels des Handrads 22, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 34 zur Bereitstellung eines die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigenden Geschwindigkeitssignals V_x, einen Gierratensensor 36 zur Bereitstellung eines Gierratensignals r der Fahrzeug-Gierrate, und einen Querbeschleunigungssensor 38 zur Bereitstellung eines Querbeschleunigungssignals A_y der Querbeschleunigung bzw. des seitlichen Ausbrechens des Fahrzeugs 12.
Das Fahrzeugsystem 10 umfasst außerdem einen Raddrehzahlsensor 40, der ein die Drehzahl des Rads 14 anzeigendes Signal V_x,w,rf bereitstellt, einen Raddrehzahlsensor 42, der ein die Drehzahl des Rads 16 anzeigendes Signal V_x,w,lf bereitstellt, einen Raddrehzahlsensor 44, der ein die Drehzahl des Rads 18 anzeigendes Signal V_x,w,rr bereitstellt, und einen Raddrehzahlsensor 46, der ein die Drehzahl des Rads 20 anzeigendes Signal V_x,w,lr bereitstellt. Das Fahrzeugsystem 10 umfasst weiterhin einen Dämpfersensor 48, der ein die Federbeindämpferverlagerung des Federbeindämpfers an dem Rad 14 anzeigendes Signal δ bereitstellt, einen Dämpfersensor 50, der ein die Federbeindämpferverlagerung des Federbeindämpfers an dem Rad 16 anzeigendes Signal δ bereitstellt, einen Dämpfersensor 52, der ein die Federbeindämpferverlagerung des Federbeindämpfers an dem Rad 18 anzeigendes Signal δ bereitstellt, und einen Dämpfersensor 54, der ein die Federbeindämpferverlagerung des Federbeindämpfers an dem Rad 20 anzeigendes Signal δ bereitstellt.
Wie weiter unten noch im Detail erörtert, wird die Radabhebung auf zweierlei Art erfasst, und zwar insbesondere basierend auf der Dämpferverlagerung und der Raddrehzahl. Für das Dämpferverlagerungsverfahren zeigt
2 eine typische Federkraft-Auslenkungskurve für ein Fahrzeug-Federbein. Bevor sich irgendein Rad des Fahrzeugs 12 vom Boden abhebt, ist der Federbeindämpfer an diesem Rad in Ausdehnung. Während der Federbeindämpfer sich ausdehnt, nimmt die auf den Federbeindämpfer ausgeübte Kraft ab, bis dieser am Punkt 58 einen Rückprall-Stoßfänger erreicht. An diesem Punkt entspricht die Verlagerung des Dämpfers einer kritischen Verlagerung δ_cr. Die Dämpferfeder weist eine nahezu lineare Beziehung zwischen der Kraft und ihrer Auslenkung auf, bist sie den Rückprall-Stoßfänger erreicht. Wenn die Dämpferfeder an dem Rückprall-Stoßfänger anschlägt, fällt die Federkraft rasch auf Null ab. An diesem Punkt beginnt das Rad sich vom Boden abzuheben.
Die Gleichung (1) weiter unten kann verwendet werden, um zu bestimmen, ob dieser Zustand eingetreten ist, indem bestimmt wird, ob die Differenz zwischen dem Verlagerungssignal δ und dem kritischen Verlagerungspunkt δ_cr bei jedem Rad geringer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert Δδ_threshold. Da insbesondere die Verlagerung des Federbeindämpfers sich erhöht, wenn das Fahrzeug zu wanken beginnt, erhöht sich das Verlagerungssignal δ und nähert es sich dem kritischen Verlagerungspunkt δ_cr. Wenn die Differenz zwischen dem Verlagerungssignal δ und dem kritischen Verlagerungspunkt δ_cr klein genug ist, steht ein Radabhebungszustand unmittelbar bevor. Ein Beispiel eines kritischen Auslenkungswerts für ein typisches SUV ist 60 mm für den vorderen Fahrzeugbereich und 100 mm für den hinteren Fahrzeugbereich. Diese kritischen Auslenkungswerte sind Teil eines Federbein-Entwurfsparameters und können leicht gemessen werden. Ein typischer Schwellenwert δ_threshold kann 10 mm betragen. abs(δ – δcr) < Δδthreshold (1)
Wenn die Differenz zwischen dem Verlagerungssignal δ und dem kritischen Verlagerungspunkt δ_cr geringer ist als der vorbestimmte Schwellenwert Δδ_threshold, dann hat sich dieses Rad vom Boden abgehoben.
Bei dieser Ausführungsform handelt es sich bei den Federbeindämpfersensoren um Wegsensoren. Es können in derselben Weise jedoch auch Dämpfergeschwindigkeitssensoren verwendet werden, um eine potentielle Radabhebung anzuzeigen.
3 ist ein Diagramm eines Fahrzeugs 60 das eine Kurve um einen Kurvenmittelpunkt 62 fährt. Basierend auf den in diesem Diagramm gezeigten, kinematischen Beziehungen kann eine potentielle Radabhebung erfasst werden. Diese Beziehung verwendet das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V_x, das linke Vorderraddrehzahlsignal V_x,w,lf der Drehzahl des linken Vorderrads 66, das rechte Vorderraddrehzahlsignal V_x,w,rf der Drehzahl des rechten Vorderrads 68, das linke Hinterraddrehzahlsignal V_x,w,lr der Drehzahl des linken Hinterrads 70 und das rechte Hinterraddrehzahlsignal V_x,w,rr der Drehzahl des rechten Hinterrads 72. Außerdem verwendet die kinematische Beziehung die Spurbreite T_rf zwischen den Vorderrädern 66 und 68 sowie die Spurbreite T_rr zwischen den Hinterrädern 70 und 72. Die kinematische Beziehung verwendet auch das Gierratensignal r um den Schwerpunkt 64 des Fahrzeugs 60 herum.
Aus diesen Werten kann bei normalem Fahrzustand ohne Radabhebung die kinematische Beziehung zwischen den Rädern durch die nachfolgend angeführten Gleichungen (2) und (3) beschrieben werden. rTrf ≈ Vx,w,rf – Vx,w,lf (2) rTrr ≈ Vx,w,rr – Vx,w,rr (3)
Diese Beziehung kann auch dazu verwendet werden, um eine Radabhebung zu bestimmen, wenn die Differenz zwischen den Ausdrücken in beiden Gleichungen (2) und (3) größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert ΔV_threshold, wie durch die nachfolgenden Gleichungen (4) und (5) angegeben. abs[rTrf – (Vx,w,rf – Vx,w,lf)] > ΔVthreshold (4) abs[rTrr – (Vx,w,rr – Vx,w,lr)] > ΔVthreshold (5)
In einem Beispiel, für ein typisches, großräumiges SUV, kann der Schwellenwert ΔV_threshold 1,0 kph betragen, wenn das Fahrzeug bremst oder sich im Leerlauf befindet, und 3,0 kph, wenn des Fahrzeug beschleunigt.
4 ist ein Ablaufdiagramm 80, das einen Prozess zur Bestimmung einer Radabhebung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Algorithmus in dem Controller 30 liest zunächst im Kästchen 82 die Raddrehzahlsignale V_x,wi die Dämpferverlagerungssignale δ, das Querbeschleunigungssignal A_y, das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V_x und das Fahrzeug-Gierratensignal r. Der Algorithmus bestimmt dann in der Entscheidungs-Raute 84, ob das Querbeschleunigungssignal A_y größer ist als ein vorbestimmter Querbeschleunigungs-Schwellenwert A_{y_th}. Der Algorithmus bestimmt nur dann eine potentielle Radabhebung, wenn das Fahrzeug gerade eine Kurve fährt.
Fährt das Fahrzeug gerade keine Kurve, wenn das Querbeschleunigungssignal A_y unterhalb des Schwellenwerts A_{y_th} liegt, dann bestimmt der Algorithmus bei der Entscheidungs-Raute 86, ob ein Querbeschleunigungszähler einen ersten vorbestimmten Zählerschwellenwert erreicht hat. Bei normaler Fahrt kann es sein, dass wenn das Querbeschleunigungssignal A_y bei der Entscheidungs-Raute 84 geringer als der Querbeschleunigungs-Schwellenwert A_{y_th} ist, frühere Radabhebungs-Bestimmungsschleifen des Algorithmus angezeigt haben, dass eine vorherige Radabhebung vorliegt, wenn ein WHEEL LIFT FLAG (Radabhebungs-Flag) auf 1 gesetzt worden ist. Der Algorithmus soll nicht sofort, sondern erst nach Verstreichen einer bestimmten Zeitdauer in einen 'Keine Radabhebung'-Zustand gehen. Somit ist es möglich, dass die Querbeschleunigung A_y unterhalb des Schwellenwertes A_{y_th} liegt, dass jedoch das Fahrzeug gerade aus einer Kurve kommt, in der eine Radabhebung möglicherweise erfasst worden ist. Daher verwendet der Algorithmus den Querbeschleunigungszähler, um eine vorbestimmte Zeit nach einer möglichen Radabhebungserfassung vorzusehen, bevor das WHEEL LIFT FLAG auf 0 gesetzt wird, wodurch angezeigt wird, dass keine Radabhebung erfolgt. Falls bei der Entscheidungs-Raute 89 der Querbeschleunigungszähler nicht größer ist als der erste Zähler-Schwellenwert, so inkrementiert der Algorithmus den Querbeschleunigungszähler im Kästchen 88, woraufhin der Algorithmus für die nächste Schleife verlassen wird, in welcher das WHEEL LIFT FLAG immer noch auf 1 gesetzt werden kann.
Wenn jedoch das Querbeschleunigungssignal A_y bei der Entscheidungs-Raute 84 geringer ist als der Querbeschleunigungs-Schwellenwert A_{y_th} und der Querbeschleunigungszähler an der Entscheidungs-Raute 86 größer ist als der erste Zähler-Schwellenwert, was bedeutet, dass das Querbeschleunigungssignal A_y für eine ausreichend lange Zeitdauer unterhalb des Schwellenwertes A_{y_th} gelegen ist, so setzt der Algorithmus im Kästchen 90 ein WHEEL COUNTER ENTER (Radzählereingang) und ein WHEEL COUNTER EXIT (Radzählerausgang) zurück, setzt er im Kästchen 92 ein DAMPER COUNTER ENTER (Dämpferzählereingang) und ein DAMPER COUNTER EXIT (Dämpferzählerausgang) zurück und setzt er im Kästchen 94 den Querbeschleunigungszähler zurück. Es mag sein, dass die Radzähler und die Dämpferzähler bereits auf Null standen, sie könn ten jedoch auch vorgerückt worden sein, wie weiter unten noch im Detail erörtert wird. Der Algorithmus setzt daraufhin im Kästchen 96 das WHEEL LIFT FLAG auf 0, wodurch angezeigt wird, dass keine Radabhebung vorliegt.
Wenn der Algorithmus bestimmt, dass das Querbeschleunigungssignal A_y an der Entscheidungs-Raute 84 größer ist als der Querbeschleunigungs-Schwellenwert A_{y_th}, so bestimmt der Algorithmus, wie weiter oben erörtert, unter gleichzeitiger Verwendung des Dämpferverlagerungsverfahrens und des Raddrehzahlverfahrens, ob eine Radabhebung erfasst wird. Insbesondere bei dem Kreis 100 bestimmt der Raddrehzahlalgorithmus unter Verwendung der Raddrehzahlsignale, ob eine Radabhebung erfasst wird. 5 ist ein Ablaufdiagramm 102, das diesen Prozess zeigt. Der Raddrehzahlalgorithmus bestimmt bei der Entscheidungs-Raute 104, ob eine der beiden von den Gleichungen (2) und (3) bereitgestellten, kinematischen Beziehungen größer ist als der Schwellenwert ΔV_threshold aus den Gleichungen (4) und (5). Insbesondere berechnet der Raddrehzahlalgorithmus die Differenz zwischen der Drehzahl des Außenrades und der Drehzahl des Innenrades und vergleicht diese Differenz mit dem Produkt aus der Gierrate und der Fahrzeugspurbreite, um zu ermitteln, ob diese größer ist als der Schwellenwert ΔV_threshold, wobei der Schwellenwert eine Funktion der Fahrzeug-Längsbeschleunigung ist. Die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs kann entweder aus dem Antriebsstrang oder durch die Differenzierung aus den Raddrehzahlsignalen gewonnen werden.
Wenn einer oder beide der Ausdrücke in den Gleichungen (4) und (5) zutrifft/zutreffen, dann ist zumindest eines der Räder potentiell vom Boden abgehoben. Der Raddrehzahlalgorithmus inkrementiert dann das WHEEL COUNTER ENTER im Kästchen 106. Das WHEEL COUNTER ENTER wird dazu verwendet, dass der Raddrehzahlalgorithmus nicht unmittelbar anzeigt, dass eine Radabhebung vorliegt, wenn die Gleichung (4) oder (5) zu trifft, wodurch das Risiko eines falsch positiven Ergebnisses verringert wird. Der Raddrehzahlalgorithmus muss mehrere Schleifen mit demselben Ergebnis, wonach eine Radabhebung erfasst wird, durchlaufen, bevor ein WHEEL SPEED FLAG (Raddrehzahl-Flag) mit dem Wert 1 ausgegeben wird, wodurch das Vorhandensein einer Radabhebung durch das Raddrehzahlverfahren angezeigt wird. Der spezifische Zeitrahmen zwischen dem Punkt, an dem eine Radabhebung erstmals erfasst wird und dem Punkt, an dem sie durch den Raddrehzahlalgorithmus ausgegeben wird, ist für unterschiedliche Fahrzeuge anwendungsspezifisch verschieden und würde durch Tests und Simulationen bestimmt.
Der Raddrehzahlalgorithmus bestimmt dann bei der Entscheidungs-Raute 108, ob das WHEEL COUNTER ENTER größer ist als ein zweiter Zähler-Schwellenwert. Wenn bei der Entscheidungs-Raute 108 WHEEL COUNTER ENTER größer ist als der zweite Zähler-Schwellenwert, so setzt im Kästchen 110 der Raddrehzahlalgorithmus das Raddrehzahl-Flag auf 1, wodurch angezeigt wird, dass der Raddrehzahlalgorithmus eine Radabhebung erfasst hat. Wie weiter unten noch eingehender erörtert, müssen beide Radabhebungserfassungsansätze eine Radabhebung erfassen, bevor der Raddrehzahlalgorithmus ein WHEEL LIFT FLAG mit dem Wert 1 ausgibt, wodurch angezeigt wird, dass eine Radabhebung vorliegt. Wenn bei der Entscheidungs-Raute 108 das WHEEL COUNTER ENTER nicht größer als der zweite Zähler-Schwellenwert ist, so behält der Raddrehzahlalgorithmus im Kästchen 112 für das WHEEL SPEED FLAG den Wert 0 bei.
Wenn bei der Entscheidungs-Raute 104 keine der Gleichungen (4) und (5) zutrifft, so inkrementiert der Raddrehzahlalgorithmus im Kästchen 114 das WHEEL COUNTER EXIT. Dasselbe Prinzip wie für das Betreten der Radabhebungserfassung gilt auch für das Verlassen der Radabhebungserfassung. Insbesondere wenn eine frühere Radabhebung unter Verwendung der Raddrehzahlsignale erfasst worden ist, soll der Raddrehzahlalgo rithmus diese Anzeige erst nach Verstreichen einer angemessenen Zeitspanne entfernen. Der Raddrehzahlalgorithmus bestimmt dann bei der Entscheidungs-Raute 116, ob das WHEEL COUNTER EXIT größer ist als ein dritter Zähler-Schwellenwert. Wenn bei der Entscheidungs-Raute 116 das WHEEL COUNTER EXIT nicht größer ist als der dritte Zähler-Schwellenwert, so kehrt der Raddrehzahlalgorithmus zu dem Ablaufdiagramm 80 zurück, indem das WHEEL SPEED FLAG weiterhin auf 1 gehalten wird. Wenn bei der Entscheidungs-Raute 116 das WHEEL COUNTER EXIT größer ist als der dritte Zähler-Schwellenwert, dann setzt der Raddrehzahlalgorithmus im Kästchen 118 das WHEEL COUNTER ENTER und das WHEEL COUNTER EXIT auf 0. Der Raddrehzahlalgorithmus setzt daraufhin das WHEEL SPEED FLAG auf 0, wodurch angezeigt wird, dass von dem Raddrehzahlerfassungsprozess im Kästchen 120 keine Radabhebung angezeigt wurde. Der Raddrehzahlalgorithmus kehrt daraufhin zu dem Ablaufdiagramm 80 zurück.
Zeitgleich dazu bestimmt der Algorithmus im Kreis 128, wie weiter oben erörtert, basierend auf dem Dämpferverlagerungsverfahren, ob eine Radabhebung vorliegt. 6 ist ein Ablaufdiagramm 130, das diesen Prozess zeigt, welcher dem Prozess aus dem Ablaufdiagramm 102 ähnlich ist. Insbesondere bestimmt der Dämpferalgorithmus bei der Entscheidungs-Raute 132, ob die Differenz zwischen dem Verlagerungssignal δ und dem kritischen Verlagerungspunkt δ_cr für alle Räder unterhalb des von der Gleichung (1) bereitgestellten Schwellenwertes Δδ_threshold liegt. Wenn bei der Entscheidungs-Raute 132 die Differenz zwischen dem Verlagerungssignal δ und dem kritischen Verlagerungspunkt δ_cr für irgendeines der Räder unterhalb des Schwellenwertes Δδ_threshold liegt, so inkrementiert im Kästchen 134 der Dämpferalgorithmus das DAMPER COUNTER ENTER, so dass es, wie weiter oben erörtert, zu keiner zu raschen Radabhebungserfassung kommt. Der Algorithmus bestimmt daraufhin in der Entscheidungs-Raute 136, ob das DAMPER COUNTER ENTER größer ist als ein vierter Zähler-Schwellenwert. Wenn in der Entscheidungs-Raute 136 das DAMPER COUNTER ENTER größer ist als der vierte Zähler-Schwellenwert, dann setzt der Algorithmus im Kästchen 138 ein DAMPER SPEED FLAG auf 1, wodurch angezeigt wird, dass von den Federbeinsensoren eine Radabhebung erfasst worden ist. Ansonsten behält der Dämpferalgorithmus in dem Kästchen 140 das DAMPER SPEED FLAG auf 0.
Wenn das gemessene Dämpferverlagerungssignal δ in der Entscheidungs-Raute 132 größer ist als der Schwellenwert Δδ_threshold, so inkrementiert in Kästchen 142 der Dämpferalgorithmus ein DAMPER COUNTER EXIT. Der Dämpferalgorithmus bestimmt daraufhin an der Entscheidungs-Raute 144, ob das DAMPER COUNTER EXIT größer ist als ein fünfter Zähler-Schwellenwert. Wenn an der Entscheidungs-Raute 144 das DAMPER COUNTER EXIT nicht größer ist als der fünfte Zähler-Schwellenwert, dann hält der Dämpferalgorithmus das DAMPER SPEED FLAG weiterhin auf 1. Wenn an der Entscheidungs-Raute 144 das DAMPER COUNTER EXIT größer ist als der fünfte Zähler-Schwellenwert, dann setzt der Dämpferalgorithmus in dem Kästchen 146 das DAMPER COUNTER ENTER und das DAMPER COUNTER EXIT auf 0 und setzt in dem Kästchen 148 das DAMPER SPEED FLAG auf 0. Der Dämpferalgorithmus kehrt daraufhin zu dem Ablaufdiagramm 80 zurück.
Der Algorithmus bestimmt, ob an der Entscheidungs-Raute 150 das WHEEL SPEED FLAG und das DAMPER SPEED FLAG gleichermaßen auf 1 gesetzt werden. Wenn keines von beiden, weder das WHEEL SPEED FLAG noch das DAMPER SPEED FLAG, auf 1 gesetzt wird, oder nur eines von beiden, das WHEEL SPEED FLAG oder das DAMPER SPEED FLAG, auf 1 gesetzt wird, dann setzt der Algorithmus in dem Kästchen 152 das WHEEL LIFT FLAG auf 0, wodurch angezeigt wird, dass keine Radabhebung vorliegt. Wenn jedoch in der Entscheidungs-Raute 150 das WHEEL SPEED FLAG und das DAMPER SPEED FLAG gleichermaßen auf 1 gesetzt werden, dann setzt der Algorithmus das WHEEL LIFT FLAG auf 1, wodurch in Kästchen 154 angezeigt wird, dass eine Radabhebung vorliegt.
System 10 und Verfahren 80 zur Erfassung einer Radabhebung. Das System 10 umfasst Raddrehzahlsensoren 40, 42, 44, 46 zur Messung der Drehzahl eines jeden Rades 14, 16, 18, 20 des Fahrzeugs 12, und Federbeinsensoren 48, 50, 52, 54 zur Messung der Stellung des Federbeins bei jedem Rad 14, 16, 18, 20 des Fahrzeugs 12. Ein Controller 30 bestimmt, ob eines der Räder 14, 16, 18, 20 vom Boden abgehoben ist, indem er eine kinematische Beziehung verwendet, welche die Raddrehzahlsignale nutzt und unabhängig bestimmt, ob manche der Räder 14, 16, 18, 20 vom Boden abgehoben sind, und zwar unter Verwendung von Dämpferfederverlagerungsdaten von den Federbeinsensoren 48, 50, 52, 54.

Claims

System (10) zur Erfassung, ob ein Rad (14, 16, 18, 20) eines Fahrzeugs (12) sich vom Boden abgehoben hat, wobei das System (10) Folgendes umfasst: einen separaten Raddrehzahlsensor (42, 44, 46, 48) zum Bestimmen der Drehzahl eines jeden Rades (14, 16, 18, 20) des Fahrzeugs (12), wobei ein jeder der Raddrehzahlsensoren (42, 44, 46, 48) ein Raddrehzahlsignal liefert; eine Mehrzahl von Federbeinsensoren (48, 50, 52, 54) zur Messung einer Stellung eines Fahrzeugfederbeins bei jedem der Räder (14, 16, 18, 20) des Fahrzeugs (12), wobei jeder der Federbeinsensoren (48, 50, 52, 54) ein Federbeinsignal liefert; und einen Controller (30), der auf die Raddrehzahlsignale und die Federbeinsignale anspricht, wobei der Controller (30) unter Verwendung der Radsignale oder der Federbeinsignale bestimmt, ob irgendwelche Räder (14, 16, 18, 20) vom Boden abgehoben sind.
System (10) nach Anspruch 1, wobei es sich bei den Federbeinsensoren (48, 50, 52, 54) um Wegsensoren handelt.
System (10) nach Anspruch 1, wobei es sich bei den Federbeinsensoren (48, 50, 52, 54) um Geschwindigkeitssensoren handelt.
System (10) nach Anspruch 1, welches weiterhin einen Querbeschleunigungssensor (38) zur Bereitstellung eines Querbeschleunigungssignals für die Querbeschleunigung des Fahrzeugs (12) umfasst, wobei der Controller (30) nur dann bestimmt, ob eine Radabhebung vorliegt, wenn die Querbeschleunigung des Fahrzeugs (12) oberhalb eines vorbestimmten Querbeschleunigungs-Schwellenwertes liegt.
System (10) nach Anspruch 1, welches weiterhin einen Gierratensensor (36) zur Messung der Gierrate des Fahrzeugs (12) umfasst, wobei der Controller (30) durch folgende Gleichung bestimmt, ob die Raddrehzahlsignale eine Radabhebung anzeigen: abs[rT – (Vx,w,r – Vx,w,l)] > Δδthreshold wobei r das Gierratensignal darstellt, T die Spurbreite zwischen den jeweils gegenüberliegenden Rädern (14, 16, 18, 20) des Fahrzeugs (12), V_x,w,r das Raddrehzahlsignal für ein rechtes Rad (14, 18) des Fahrzeugs (12), V_x,w,l das Raddrehzahlsignal für ein gegenüberliegendes, linkes Rad (16, 20) des Fahrzeugs (12) und ΔV_threshold einen Raddrehzahl-Schwellenwert, und wobei, wenn der Gleichungsausdruck größer ist als der Schwellenwert, dann eine Radabhebung auftreten kann.
System (10) nach Anspruch 1, wobei der Controller (30) durch folgende Gleichung bestimmt, ob die Federbeinsignale eine Radabhebung für ein jedes der Räder (14, 16, 18, 20) anzeigen: abs(δ – δcr) < Δδthreshold wobei δ die Federbeinverlagerung für einen der Federbeinsensoren (48, 50, 52, 54) darstellt, δ_cr eine kritische Verlagerung, bei der das Federbein an einem Rückprall-Stoßfänger anschlägt, und Δδ_threshold einen vorgegebenen Schwellenwert, und wobei, wenn der Glei chungsausdruck geringer ist als der Schwellenwert, dann eine Radabhebung auftreten kann.
System (10) nach Anspruch 1, wobei der Controller (30) nur dann anzeigt, dass eine Radabhebung auftritt, wenn der Controller (30) unter Verwendung der Raddrehzahlsignale und der Federbeinsensoren gleichermaßen bestimmt, dass eine Radabhebung vorliegt.
System (10) nach Anspruch 1, wobei der Controller (30) Zähler verwendet, um vorbestimmte Zeiten zu setzen, zu denen der Controller (30) eine Radabhebung anzeigt bzw. eine Radabhebung nicht anzeigt.
System (10) nach Anspruch 1, wobei das System (10) Bestandteil eines Überschlag-Stabilitätssteuerungssystems ist.
System (10) zur Erfassung, ob ein Rad (14, 16, 18, 20) eines Fahrzeugs (12) sich vom Boden abgehoben hat, wobei das System (10) Folgendes umfasst: einen Querbeschleunigungssensor (38) zur Messung der Querbeschleunigung des Fahrzeugs (12) und zur Bereitstellung eines Querbeschleunigungssignals; einen Gierratensensor (36) zur Messung der Gierrate des Fahrzeugs (12) und zur Bereitstellung eines Gierratensignals; einen separaten Raddrehzahlsensor (40, 42, 44, 46) zur Bestimmung der Drehzahl eines jeden Rades (14, 16, 18, 20) des Fahrzeugs (12), wobei ein jeder der Raddrehzahlsensoren (40, 42, 44, 46) ein Raddrehzahlsignal liefert; eine Mehrzahl von Federbein-Wegsensoren (48, 50, 52, 54) zur Messung der Verlagerung eines Fahrzeug-Federbeins bei jedem der Rä der (14, 16, 18, 20), wobei ein jeder der Federbein-Wegsensoren (48, 50, 52, 54) ein Federbein-Verlagerungssignal liefert; und einen Controller (30), der auf das Querbeschleunigungssignal, das Gierratensignal, die Raddrehzahlsignale und die Federbeinsignale anspricht, wobei der Controller (30) eine kinematische Beziehung umfassend das Gierratensignal, die Raddrehzahlsignale und eine Spurbreite zwischen gegenüberliegenden, rechten und linken Rädern (14, 16, 18, 20) verwendet, um eine Angabe dahingehend zu machen, ob eine Radabhebung vorliegt, wobei der Controller (30) weiterhin bestimmt, ob irgendeines der Räder (14, 16, 18, 20) vom Boden abgehoben ist, indem ermittelt wird, ob das Federbeinsignal bei irgendeinem der Räder (14, 16, 18, 20) nahe genug an einer vorbestimmte, kritischen Federbeinposition liegt, wobei der Controller (30) nur dann bestimmt, ob eine Radabhebung vorliegt, wenn das Querbeschleunigungssignal größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert.
System (10) nach Anspruch 10, wobei der Controller (30) nur dann anzeigt, dass eine Radabhebung vorliegt, wenn die kinematische Beziehung und die Federbeinsignale gleichermaßen anzeigen, dass eine Radabhebung vorliegt.
System (10) nach Anspruch 1, wobei der Controller (30) durch folgende Gleichung bestimmt, ob die kinematische Beziehung eine Radabhebung anzeigt: abs[rT – (Vx,w,r – Vx,w,l)] > ΔVthreshold wobei r das Gierratensignal darstellt, T die Spurbreite zwischen jeweils gegenüberliegenden Rädern (14, 16, 18, 20) des Fahrzeugs (12), V_x,w,r das Raddrehzahlsignal für ein rechtes Rad (14, 18) des Fahrzeugs (12), V_x,w,l das Raddrehzahlsignal für ein gegenüberliegendes, linkes Rad (16, 20) des Fahrzeugs (12) und ΔV_threshold einen Raddrehzahl-Schwellenwert, und wobei, wenn der Gleichungsausdruck größer ist als der Schwellenwert, dann eine Radabhebung auftreten kann.
System (10) nach Anspruch 1, wobei der Controller (30) durch folgende Gleichung bestimmt, ob die Federbeinsignale für jedes der Räder (14, 16, 18, 20) eine Radabhebung anzeigen: abs(δ – δcr) < Δδthreshold wobei δ die Federbeinverlagerung für einen der Federbeinsensoren (48, 50, 52, 54) darstellt, δ_cr eine kritische Verlagerung, bei der das Federbein an einem Rückprall-Stoßfänger anschlägt, und Δδ_threshold einen vorgegebenen Schwellenwert, und wobei, wenn der Gleichungsausdruck geringer ist als der Schwellenwert, dann eine Radabhebung auftreten kann.
System (10) nach Anspruch 10, wobei der Controller (30) Zähler verwendet, um vorbestimmte Zeiten zu setzen, zu denen der Controller (30) eine Radabhebung anzeigt bzw. eine Radabhebung nicht anzeigt.
Verfahren 80 zur Bestimmung, ob ein Rad (14, 16, 18, 20) eines Fahrzeugs (12) sich vom Boden abgehoben hat, wobei das Verfahren (80) Folgendes umfasst: Bestimmung (82) der Drehzahl eines jeden Rades (14, 16, 18, 20) des Fahrzeugs (12); Bestimmung (82) der Stellung eines Fahrzeug-Federbeins bei jedem Rad (14, 16, 18, 20) des Fahrzeugs (12); Bestimmung (102), dass ein potentieller Radabhebungszustand für irgendeines der Räder (14, 16, 18, 20) besteht, indem eine kinematische Beziehung basierend auf der Raddrehzahl verwendet wird; und Bestimmung (130), dass eine potentielle Radabhebung vorliegt, darauf basierend, wie nahe die Federbeinstellung irgendeines der Fahrzeug-Federbeine an einer kritischen Position liegt.
Verfahren (80) nach Anspruch 15, wobei die Bestimmung, dass ein potentieller Radabhebungszustand vorliegt, nur dann erfolgt, wenn die Querbeschleunigung des Fahrzeugs (12) größer ist als eine vorbestimmte Querbeschleunigung.
Verfahren (80) nach Anspruch 15, wobei das Verfahren (80) nur dann bestimmt, dass eine Radabhebung zutrifft, wenn die kinematische Beziehung und die Federbeinstellung gleichermaßen eine Radabhebung anzeigen.
Verfahren (80) nach Anspruch 15, welches weiterhin das Messen der Gierrate des Fahrzeugs (12) umfasst, wobei die Bestimmung (102) mittels einer kinematischen Beziehung, dass ein potentieller Radabhebungszustand für irgendeines der Räder (14, 16, 18, 20) vorliegt, die Verwendung der folgenden Gleichung umfasst: abs[rT – (Vx,w,r – Vx,w,l)] > ΔVthreshold wobei r das Gierratensignal darstellt, T die Spurbreite zwischen jeweils gegenüberliegenden Rädern (14, 16, 18, 20) des Fahrzeugs (12), V_x,w,r das Raddrehzahlsignal für ein rechtes Rad (14, 18) des Fahrzeugs (12), V_x,w,l das Raddrehzahlsignal für ein gegenüberliegendes, linkes Rad (16, 20) des Fahrzeugs (12) und ΔV_threshold einen Raddrehzahl-Schwellenwert, und wobei, wenn der Gleichungsausdruck größer ist als der Schwellenwert, dann eine Radabhebung auftreten kann.
Verfahren (80) nach Anspruch 15, wobei die Bestimmung (130), dass eine potentielle Radabhebung vorliegt, darauf basierend, wie nahe die Federbeinstellung irgendeines der Fahrzeug-Federbeine an einer kritischen Position gelegen ist, die Verwendung der folgenden Gleichung umfasst: abs(δ – δcr) < Δδthreshold wobei δ die Federbeinverlagerung für einen der Federbeinsensoren (48, 50, 52, 54) darstellt, δ_cr eine kritische Verlagerung, bei der das Federbein an einem Rückprall-Stoßfänger anschlägt, und Δδ_threshold einen vorgegebenen Schwellenwert, und wobei, wenn der Ausdruck geringer ist als der Schwellenwert, dann eine Radabhebung auftreten kann.
Verfahren (80) nach Anspruch 15, welches weiterhin die Verwendung von Zählern umfasst, um vorbestimmte Zeiten zu setzen, zu denen eine Radabhebung anzeigt wird bzw. eine Radabhebung nicht anzeigt wird.